淺析高清數(shù)字電視硬盤播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)

湯敏

摘要：數(shù)字硬盤播出是用基于硬盤的視頻服務(wù)器，來取代傳統(tǒng)的錄像機(jī)，并以MPEG-2等格式的數(shù)字視頻文件取代錄像帶，以實(shí)現(xiàn)安全、準(zhǔn)確、高效的硬盤播出功能。當(dāng)容存儲(chǔ)、制作、播出于一體的數(shù)字視頻網(wǎng)建立后，電視臺(tái)將完全打破了以往錄像機(jī)、編輯系統(tǒng)、播出系統(tǒng)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而代之以上載工作站、編輯制作工作站、播出工作站及節(jié)目存儲(chǔ)工作站的流程，便于操作和管理。節(jié)目上載、節(jié)目編輯、節(jié)目播出在不同功能的工作站上完成，可成倍提高工作效率。同時(shí)，由于采用非線性編輯系統(tǒng)，除了采集時(shí)的壓縮損失外。信號(hào)在制作、播出過程中不再有任何損失，節(jié)目的技術(shù)質(zhì)量將大大提高。

關(guān)鍵詞：硬盤播出；視頻服務(wù)器；播出構(gòu)架

一、硬盤播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

上一代電視節(jié)目播出技術(shù)主要是采用錄像機(jī)手動(dòng)放像、矩陣切換器手動(dòng)切換的播出方式，故障率較高，播出效率和播出質(zhì)量不高。近年來，隨著視音頻編解碼技術(shù)的逐步完善、大容量存儲(chǔ)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)的發(fā)展，使得以硬盤存儲(chǔ)為基礎(chǔ)建立的電視數(shù)字化制、播出系統(tǒng)得到推廣。播出信號(hào)質(zhì)量得到提高，同時(shí)增強(qiáng)了節(jié)目播出的安全性。因此在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，主要考慮以下幾點(diǎn)：1，技術(shù)先進(jìn)、安全穩(wěn)定，播出系統(tǒng)要能7×24h正常運(yùn)行：2，制作播出一體化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；3，完善的播出功能和方便的操作性，播出系統(tǒng)不僅僅要滿足日常節(jié)目播出的需要，還應(yīng)具備應(yīng)付播出中各種突發(fā)事件的能力；4，適合實(shí)際情況，新的播出系統(tǒng)能與原有的非編系統(tǒng)通過以太網(wǎng)連接，視頻格式要能夠兼容，并能實(shí)現(xiàn)視頻素材的共享。5，要采用標(biāo)準(zhǔn)的控制協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的壓縮方式，以便系統(tǒng)的升級(jí)和改造；6，采用開放式平臺(tái)，支持各種壓縮方式和標(biāo)準(zhǔn)接口方式，以滿足現(xiàn)階段的節(jié)目后期制作的多種技術(shù)以及多種信號(hào)源接口；

針對(duì)以上問題，同時(shí)基于近年來計(jì)算機(jī)視頻及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷成熟和完善，采用硬盤播出的方式，全面支持各類MPEG采集設(shè)備和MPEGII非線性編輯系統(tǒng)，無需將節(jié)目下載至磁帶，直接通過建立在制作與播出機(jī)房之間的網(wǎng)絡(luò)傳送到硬盤自動(dòng)播出系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際播出要求進(jìn)行播出表單的制作，并由總編室通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)目審片，加上主備播出安全機(jī)制，從根本上解決了傳統(tǒng)播出模式的各種問題。

二、高清數(shù)字電視硬盤播出系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)支持全硬盤自動(dòng)播出和盤帶結(jié)合的自動(dòng)播出方式。應(yīng)有觸發(fā)、延時(shí)、緊急信號(hào)等處理節(jié)目播出的應(yīng)急措施，系統(tǒng)手動(dòng)控制的優(yōu)先級(jí)應(yīng)高于自動(dòng)控制，播出值班員在應(yīng)急時(shí)可手動(dòng)干預(yù)播出。能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)目的多種播出方式，如：順序、定長插播、不定長插播、順序插播、定時(shí)播出、跳播等；節(jié)目單中待播的節(jié)目播出順序可隨時(shí)調(diào)整，可作添加和刪除，在一臺(tái)主或備機(jī)上修改的播出表可以自動(dòng)實(shí)時(shí)拷貝到另一臺(tái)備或主機(jī)上；支持24小時(shí)不間斷連續(xù)播出。播出程序界面直觀顯示在播節(jié)目的正計(jì)時(shí)和倒計(jì)時(shí)，并從界面體現(xiàn)受控設(shè)備的工作狀態(tài)，提供完善的檢測(cè)報(bào)警提示功能，以及對(duì)切換開關(guān)和錄像機(jī)控制等的輔助操作功能。

1，硬盤服務(wù)器播出業(yè)務(wù)流程

硬盤服務(wù)器播出業(yè)務(wù)流程在錄像的基礎(chǔ)上增加了節(jié)目上載這一崗位（科），用以完成節(jié)目信號(hào)從錄像機(jī)帶轉(zhuǎn)移到硬盤服務(wù)器這一工作，如圖。在節(jié)目上載的同時(shí)，更要重新對(duì)節(jié)目內(nèi)容、節(jié)目錄制技術(shù)指標(biāo)、起始點(diǎn)、時(shí)長進(jìn)行核實(shí)。

總編室編排出一天的播出節(jié)目單，廣告部根據(jù)該節(jié)目單中廣告節(jié)目的編排和與客戶所簽合同規(guī)定編排出各段廣告的素材串聯(lián)單，并將串聯(lián)單和廣告節(jié)目素材傳送到播控科的硬盤服務(wù)器中。播控科根據(jù)廣告串聯(lián)單將素材自動(dòng)編段播出，并將廣告播后數(shù)據(jù)傳回廣告部。

硬盤介質(zhì)節(jié)目播出流程圖如圖3

可以看到，硬盤介質(zhì)播出的流程與磁帶介質(zhì)相比，只是多出了節(jié)目上載和上載審看，并將素材存儲(chǔ)于播出硬盤池備播。

三、系統(tǒng)功能及特點(diǎn)

1，多種節(jié)目文件格式支持

硬盤播出系統(tǒng)全面支持各類MPEG文件格式，用戶可以直接通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)用現(xiàn)有的非線性編輯系統(tǒng)打包的MPEG文件，也可以在系統(tǒng)上載站點(diǎn)采集素材，同時(shí)包括VCD /DVD在內(nèi)的*.dat *.vob文件可以直接從光盤拷貝使用，如長時(shí)段的電視劇、電影光碟等無需再次采集（完整拷貝一張光盤大約需6分鐘左右）

2，全面的網(wǎng)絡(luò)審片權(quán)限

在實(shí)際播出過程中必須設(shè)置審片機(jī)制，通過硬盤播出系統(tǒng)自帶的審片軟件，用戶可以在任一與網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)的電腦或筆記本上完整（有硬件加密狗保護(hù)）安裝，未經(jīng)審片確認(rèn)的節(jié)目在播出前會(huì)有警告提示，同時(shí)通過審片的節(jié)目表單中附有審片意見，由此明確了播出過程的各方責(zé)任。

3，實(shí)用的無卡制作站點(diǎn)

為了方便用戶進(jìn)行播出表單的制作，用戶可以網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中設(shè)置多個(gè)無卡制作站點(diǎn)，制作過程完全獨(dú)立，避免了在播出機(jī)上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作的問題，絲毫不會(huì)影響現(xiàn)有節(jié)目的正常播出，從而進(jìn)一步提高了播出機(jī)的安全性，同時(shí)也使實(shí)際工作劃分更加明晰和有條理，同時(shí)在制作過程中系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢查播出表單的邏輯正確性，比如時(shí)序錯(cuò)誤、節(jié)目斷點(diǎn)等等都可以有提示警告。

4，穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行以及安全的主備播機(jī)制

為最大限度避免人為因素、意外斷電等其它不可預(yù)知的情況發(fā)生導(dǎo)致的安全播出事故，硬盤播出系統(tǒng)提供了主備播出方案，主備播同時(shí)與切換器相聯(lián)，一旦主播機(jī)發(fā)生意外，備播會(huì)自動(dòng)通過RS232串口遙控切換器將備播信號(hào)切出，考慮到實(shí)際播出過程的播表會(huì)隨時(shí)有調(diào)整的可能（比如CCTV新聞聯(lián)播臨時(shí)的延長后其后節(jié)目必須順延），硬盤播出系統(tǒng)具有主備播之間自動(dòng)同步的功能，也只有這樣才能使主備播才有實(shí)際的工作意義。

5，在線字幕功能

字幕本身的防閃爍反走樣無需贅述。經(jīng)過全新的策劃與整合，字幕在硬盤播出系統(tǒng)中也有了最佳的體現(xiàn)，用戶更無需另配單獨(dú)的字幕機(jī)即可輕松實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘臺(tái)標(biāo)機(jī)的功能，更為有意義的是，在播出過程中可以隨時(shí)加入左飛/上飛/動(dòng)畫角標(biāo)功能，所有字幕相互之間獨(dú)立存在，互不影響。對(duì)于廣告角標(biāo)，可以附以與節(jié)目相同的播出屬性，定時(shí)/定次的與某一節(jié)目素材播出，并隨節(jié)目的時(shí)間調(diào)整而自動(dòng)調(diào)整。

6，播出日志管理

已經(jīng)播出的節(jié)目表單會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)以節(jié)目播出時(shí)間為文件名的日志文件，該文件禁止被再次修改，以供播出情況查詢時(shí)使用，同時(shí)日志管理完全自動(dòng)化，用戶可以預(yù)置好日志的保存時(shí)間、路徑目錄。

四、結(jié)束語

與傳統(tǒng)的自動(dòng)播出系統(tǒng)相比，硬盤播出系統(tǒng)具有錄像機(jī)不參與實(shí)時(shí)播出、同一個(gè)節(jié)目可重復(fù)在不同頻道同時(shí)或非同時(shí)播出、可對(duì)播出節(jié)目作非線形編輯、無需格式轉(zhuǎn)換、任意插播等優(yōu)點(diǎn)，因此大大提高了電視節(jié)目播出的可靠性和穩(wěn)定性。此外，硬盤播出系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了節(jié)目切換點(diǎn)的平滑、海量的存儲(chǔ)器、播出節(jié)目必須實(shí)時(shí)、安全性高、零錯(cuò)誤播出，這些相應(yīng)就要求應(yīng)用于播出領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)處理、硬盤存儲(chǔ)技術(shù)的帶寬、可靠性等技術(shù)進(jìn)一步地提高，從而為電視臺(tái)今后的發(fā)展提供了廣闊的空間。甘肅廣播電影電視總臺(tái)硬盤播出系統(tǒng)和總控系統(tǒng)，為我臺(tái)全面開展數(shù)字電視業(yè)務(wù)和3網(wǎng)合一服務(wù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：重慶廣播電視集團(tuán)（總臺(tái)））